Приложение. "Методика расчета выбросов автотранспорта вблизи регулируемого перекрестка и оценки их воздействия на атмосферный воздух Санкт-Петербурга"

Приложение

к Распоряжению Комитета

от 10 декабря 2007 г. N 140-р

"Методика расчета выбросов автотранспорта
вблизи регулируемого перекрестка и оценки их воздействия
на атмосферный воздух Санкт-Петербурга"

1. Введение

Методика расчета выбросов автотранспорта вблизи регулируемого перекрестка и оценки их воздействия на атмосферный воздух Санкт-Петербурга (далее - Методика) разработана на основании Федерального закона от 04.05.1999 N 96-ФЗ "Об охране атмосферного воздуха"; [1], Федерального закона от 10.01.2002 N 7-ФЗ "Об охране окружающей среды" [2], Постановления Правительства Российской Федерации от 12.10.2005 N 609 "Об утверждении специального технического регламента "О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ" [5], Постановления Правительства Санкт-Петербурга от 19.04.2005 N 474 "О Программе социально-экономического развития Санкт-Петербурга на 2005-2008 годы" [4].

При разработке Методики использовалась "Методика определения выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух от автотранспортных потоков, движущихся по автомагистралям Санкт-Петербурга" утвержденная распоряжением Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности от 08.12.2005 N 309-р, НИИ Атмосфера, СПб., [6].

Проект Методики получил положительное заключение государственной экологической экспертизы (приказ Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности N 183-ос от 29.08.2007).

2. Общие положения

Настоящая методика предназначена для оценки выбросов автотранспорта вблизи регулируемых перекрестков с использованием расчетных методов в целях улучшения экологической обстановки в Санкт-Петербурге.

В качестве исходных данных для расчета выбросов автотранспорта в атмосферу используются данные о структуре и интенсивности автотранспортных потоков вблизи регулируемых перекрестков с подразделением по основным категориям автотранспортных средств, полученные по результатам натурных обследований, проведенных в соответствии с [6].

При расчете выбросов автотранспорта учитываются основные закономерности их изменения при реальном характере автотранспортного движения в городских условиях Санкт-Петербурга. При этом учитывается, что в районе регулируемого перекрестка транспортное средство совершает торможения и разгоны, перемещаясь с некоторой средней скоростью на конкретном участке автомагистрали, определяемой дорожными условиями.

Расчеты выбросов выполняются для следующих вредных веществ, поступающих в атмосферу с отработавшими газами автомобилей:

- оксид углерода (СО) код 0337;

- оксиды азота (в пересчете на диоксид азота), код 0301;

- углеводороды (СН)*;

- сажа код 0328;

- диоксид серы () код 0330;

- формальдегид код 1325;

- бенз(а)пирен код 0703.

Примечания:

* - для автомобилей с бензиновыми двигателями при проведении расчетов загрязнения атмосферы используется ПДКм.р. по бензину (код 2704); для автомобилей с дизельным двигателем - по керосину (код 2732) [8].

3. Требования к организации и проведению натурных обследований
структуры и интенсивности автотранспортных потоков

Для определения выбросов автотранспорта вблизи регулируемого перекрестка и последующего их использования в качестве исходных данных при оценке воздействия на атмосферный воздух проводится изучение особенностей распределения автотранспортных потоков (их состава и интенсивности) и их изменений во времени (в течение суток, недели и года) вблизи определенного перекрестка.

Различия состава и интенсивности транспортных потоков зависят от планировки улично-дорожной сети, особенностей режимов управления световым постом на различных перекрестках в разных районах города и от многих других факторов.

Выбранные перекрестки наносятся на карту-схему города.

Для определения характеристик автотранспортных потоков на выбранных участках улично-дорожной сети проводится учет проходящих автотранспортных средств в обоих направлениях с подразделением по следующим группам:

I - легковые автомобили, отдельно, "отечественные" (Ло) (ВАЗ, ИЖ, ГАЗ, УАЗ, АЗЛК, ОКА, ЗАЗ) и "зарубежные" (Лз), - производства заводов дальнего зарубежья (в том числе производимых на территории РФ по лицензии заводов стран дальнего зарубежья).

II - микроавтобусы (МА) и автофургоны (АФ) отечественного (ГАЗЕЛЬ, УАЗ, РАФ) и зарубежного производства.

III - автобусы бензиновые (АК) (ПАЗ, ЛИАЗ, ЛАЗ, ГАЗ).

IV - автобусы дизельные (АД).

V - грузовые бензиновые свыше 3,5 т (включая работающие на сжиженном нефтяном газе) (ГАЗ, ЗИЛ, УралАЗ) (ГК>3,5).

VI - грузовые дизельные до 12 т. отечественного (КамАЗ, МАЗ, УралАЗ, ЗИЛ-133Г) и зарубежного производства (ГД<12);

VII - грузовые дизельные свыше 12 т. отечественного (МАЗ, КрАЗ) и зарубежного производства (ГД>12).

Подсчет проходящих по данному участку автомагистрали транспортных средств проводится в течение 20 минут каждого часа. При высокой интенсивности движения (более 2-3 тыс. автомашин в час) подсчет проходящих автотранспортных средств проводится синхронно раздельно по каждому направлению движения (а при недостаточности числа наблюдателей - первые 20 минут - в одном направлении; следующие 20 минут - в противоположном направлении).

Для оценки транспортной нагрузки в районе регулируемых перекрестков проводятся следующие обследования. Последовательно (а при возможности одновременно) на каждом направлении движения в период действия запрещающего сигнала светофора (включая и желтый цвет) выполняется подсчет автотранспортных средств по группам, приведенным выше, образующих "очередь". Одновременно фиксируется длина "очереди" в метрах. Подсчеты проводятся не менее 4-6 раз в часы "пик" в разные дни на каждом перекрестке.

В ходе проведения натурных обследований дополнительно определяется ряд параметров, необходимых как для расчета выбросов, так и проведения расчетов загрязнения атмосферы.

На каждой автомагистрали вблизи регулируемого перекрестка фиксируются следующие параметры:

- ширина проезжей части, (в метрах);

- количество полос движения в каждом направлении;

- протяженность выбранного участка автомагистрали (в км) с указанием названий улиц, ограничивающих участок автомагистрали (рекомендуется ограничивать участок магистрали ближайшими регулируемыми перекрестками);

- средняя скорость автотранспортного потока с подразделением на три основные категории: легковые, грузовые и автобусы (в км/час).

На обследуемом перекрестке фиксируются следующие параметры:

- ширина проезжей части (в метрах);

- количество полос движения в каждом направлении;

- протяженность зоны перекрестка в каждом направлении (в метрах).

4. Расчет выбросов загрязняющих веществ
вблизи регулируемого перекрестка

Расчет выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) от автотранспорта вблизи регулируемых перекрестков проводится по формулам (4.1) и (5.1) [6], описывающим отдельно движущийся автотранспортный поток и стоящий автотранспорт в очереди перед перекрестком при запрещающем сигнале светофора.

Каждая магистраль в месте пересечения с другой магистралью разбивается на 2 участка с двусторонним движением автотранспорта (или односторонним при условии, что магистраль имеет одностороннее движение).

Суммарные выбросы i-го загрязняющего вещества на каждом участке состоят из выбросов i-гo вещества от движущегося автотранспорта по участку магистрали в обе стороны (с учетом длины очереди перед перекрестком) и выбросов i-го вещества от стоящего перед перекрестком автотранспорта в ожидании разрешающего сигнала светофора.

Расчет выбросов i-гo загрязняющего вещества от движущегося автотранспортного потока с фиксированной протяженностью L (км) проводится по формуле (4.1) [6]:

.

(4.1) [6]

(г/км) - пробеговый выброс i-гo вредного вещества автомобилями k-й группы для городских условий эксплуатации, определяемый по [6];

k - количество групп автомобилей;

(1/час) - фактическая наибольшая интенсивность движения, т.е. количество автомобилей каждой из k групп, проходящих через фиксированное сечение выбранного участка автомагистрали в единицу времени в обоих направлениях по всем полосам движения;

- поправочный коэффициент, учитывающий среднюю скорость движения транспортного потока ( (км/час) на выбранной автомагистрали (или ее участке), определяемый по [6];

Примечание: для диоксида азота значение принимается постоянным и равным 1 до скорости 80 км/час.

- коэффициент пересчета "час" в "сек";

L (км) - протяженность автомагистрали (или ее участка), из которого исключена протяженность очереди автомобилей перед запрещающим сигналом светофора ().

Примечание: длина (L) каждого участка магистрали снимается с электронных картографических материалов или фиксируется при натурных обследованиях. Под длиной участка понимается расстояние между рассматриваемым и следующим (или предыдущим) перекрестками.

Расчет выбросов i-гo загрязняющего вещества от стоящего автотранспорта в очереди перед перекрестком при запрещающем сигнале светофора проводится по формуле (5.1) [6]:

, г/с

(5.1) [6]

где Р (мин) - продолжительность действия запрещающего сигнала светофора (включая желтый цвет);

- количество циклов действия запрещающего сигнала светофора за 20-минутный период времени;

- количество групп автомобилей;

(г/мин) - удельный выброс i-гo ЗВ автомобилями k-й группы, находящихся в "очереди" у запрещающего сигнала светофора, определяемый по [6];

- количество автомобилей k-й группы, находящихся в "очереди" в зоне перекрестка в конце n-го цикла запрещающего сигнала светофора.

- коэффициент пересчета выбросов за 20-минутный интервал времени в выбросы за 1 мин;

- коэффициент осреднения количества автомобилей k-й группы, находящихся в "очереди" в зоне перекрестка в конце n-го цикла запрещающего сигнала светофора;

- коэффициент пересчета "мин" в "сек".

Значения определяются по [6], в которой приведены усредненные значения удельных выбросов (г/мин), учитывающие режимы движения автомобилей в районе пересечения перекрестка (торможение, холостой ход, разгон), а значения P, , - по результатам натурных обследований.

Примечание: продолжительность действия запрещающего сигнала светофора (включая желтый цвет) и количество циклов действия запрещающего сигнала светофора за 20-минутный период времени определяется с помощью натурных обследований.

5. Оценка воздействия выбросов автотранспорта на атмосферный воздух
вблизи регулируемого перекрестка

5.1. Формирование базы данных о выбросах автотранспорта в формате расчетного модуля "Эколог-город-Санкт-Петербург"

Для проведения оценки воздействия выбросов автотранспорта на атмосферный воздух вблизи регулируемого перекрестка формируется база данных о выбросах автотранспорта в формате расчетного модуля "Эколог-город-Санкт-Петербург" по всем рассматриваемым участкам пересекающихся автомагистралей. При этом участки пересекающихся автомагистралей моделируются как неорганизованные линейные источники выбросов 8 типа (автомагистрали) с высотой выброса 2 м.

Каждый источник кодируется тремя цифрами, первая из которых означает номер магистрали, вторая - участок, третья используется для учета движения по полосам и образования очереди перед перекрестком: цифра "1" - учет движущегося автотранспорта в обе стороны; цифра "2" - учет стоящего автотранспорта, образующего очередь перед перекрестком в одну сторону; цифра "3" - учет стоящего автотранспорта, образующего очередь перед перекрестком в другую сторону (при условии, что рассматривается участок магистрали, находящийся между двумя рассматриваемыми перекрестками).

Для участка магистрали с выбросами от движущегося автотранспорта: длина и ширина участка задаются с помощью картографических материалов или определяются при натурных обследованиях, причем в качестве ширины участка следует понимать суммарное значение ширины всех полос в обоих направлениях (средняя ширина полосы принимается равной 4 м) с учетом значения ширины разделительной полосы.

Для участка магистрали с выбросами от стоящего автотранспорта: длина участка определяется при натурных обследованиях и задается как длина очереди перед перекрестком. Ширина определяется суммированием поперечного размера всех полос движения, направленных в сторону перекрестка.

При таком подходе автомагистрали выступают, как неорганизованные линейные источники выбросов с нестационарными по времени выбросами, а автомобили, движущиеся по участкам пересекающихся магистралей и стоящие перед перекрестком, являются источниками выделения вредных веществ в атмосферный воздух.

5.2. Расчет загрязнения атмосферного воздуха вблизи
регулируемого перекрестка

При расчетной оценке уровней загрязнения воздуха в зонах перекрестков следует исходить из наибольших значений содержания вредных веществ в отработавших газах, характерных для режимов движения автомобилей в районе пересечения автомагистралей (торможение, холостой ход, разгон).

Расчеты максимальных приземных концентраций выполняются на основании расчетной схемы нормативной методики ОНД-86 [7] с помощью расчетного модуля "Эколог-город-Санкт-Петербург" по данным о параметрах источников выбросов автотранспорта и данным о характеристиках рассеивания загрязняющих веществ в воздушном бассейне Санкт-Петербурга.

К метеорологическим характеристикам и коэффициентам, определяющим условия распространения загрязняющих веществ в атмосфере города относятся:

- Коэффициент А, зависящий от температурной стратификации атмосферы;

- Коэффициент рельефа местности;

- Средняя максимальная температура наружного воздуха наиболее жаркого месяца года, °С;

- Средняя температура воздуха наиболее холодного месяца года (для котельных, работающих по отопительному графику), °С;

- Скорость ветра U*(м/c), повторяемость превышения которой (по средним многолетним данным) не больше 5%.

Для проведения детальной оценки загрязнения атмосферного воздуха вредными (загрязняющими) веществами, присутствующими в выбросах автотранспорта, проводятся расчеты загрязнения атмосферного воздуха на расчетном прямоугольнике с заданным шагом расчетной сетки и в контрольных точках. Шаг по углу перебора направлений ветра принимается равным 1°. Контрольные расчетные точки выбираются таким образом, чтобы получить максимальные концентрации загрязняющих веществ в массивах жилой застройки и территориях с повышенными требованиями к качеству атмосферного воздуха.

Основными критериями качества атмосферного воздуха являются предельно-допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в атмосферном воздухе, утвержденные Министерством здравоохранения.

При этом для каждого j-гo загрязняющего вещества (ЗВ), выбрасываемого автотранспортом, требуется выполнение соотношения:

,

(5.1)

(мг/м) - расчетная концентрация j-го ЗВ в приземном слое воздуха населенных мест в районе расположения жилой застройки;

(мг/м3) - предельно допустимая концентрация рассматриваемого j-го вещества в атмосферном воздухе населенных мест (осредненная за 20-ти минутный интервал): или ОБУВ.

Для веществ, для которых установлены только среднесуточные предельно допустимые концентрации согласно п.8.1 ОНД-86 [7] выполнение гигиенических требований следует проверять с помощью проверки условия:

(5.2)

Умножив обе части неравенства (5.2) на 10, можно переписать его в виде:

(5.3)

или, введя безразмерную характеристику концентрации, в виде (5.1):

,

(5.4)

Расчеты загрязнения атмосферного воздуха проводятся по девяти вредным (загрязняющим) веществам, присутствующим в выбросах автотранспорта.

Значения критериев качества атмосферного воздуха для вредных (загрязняющих) веществ, присутствующих в выбросах автотранспорта [8]

Вещество		Использ. критерий	Значение критерия, мг/м3	Класс опасности
код	наименование
1	2	3	4	5
0301	Азота диоксид (Азот (IV) оксид)		0,200000	2
0304	Азот (II) оксид (Азота оксид)		0,400000	3
0328	Углерод (Сажа)		0,150000	3
0330	Сера диоксид (Ангидрид сернистый)		0,500000	3
0337	Углерод оксид		5,000000	4
0703	Бенз/а/пирен (3,4-Бензпирен) *		1,000000	1
1325	Формальдегид		0,035000	2
2704	Бензин (нефтяной, малосернистый) (в пересчете на углерод)		5,000000	4
2732	Керосин	ОБУВ	1,200000

Для 7 веществ приведены значения предельно допустимой максимально разовой концентрации (ПДК м.р.), для 1 вещества - значения ориентировочно безопасного уровня воздействия (ОБУВ), для 1 вещества - значения среднесуточной предельно допустимой концентрации () [8].

В графе 5 указан класс опасности для каждого из веществ, имеющих ПДКм.р или ПДК с.с.